專利名稱：機(jī)床及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床及其加工方法，特別是具有移動工具支承部件的伺服電機(jī)和 驅(qū)動該伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動器的機(jī)床。
背景技術(shù)：
眾所周知，存在幾種控制伺服電機(jī)以通過該伺服電機(jī)移動砂輪架(這里定義為 “工具支承部件”)的機(jī)床，例如在日本特開專利公報(bào)2005-327191中公開的機(jī)床。在該公 開的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)床中，公開了通過檢測工具支承部件的位置如伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度或線性 標(biāo)尺的線性位置來執(zhí)行反饋控制。也就是說，通過工具支承部件的位置來執(zhí)行反饋控制，從 而通過工具支承部件的位置的反饋控制使工具支承部件移動到期望的位置。工具或工具所加工的工件由于其柔韌性而在加工應(yīng)力的作用下輕微變形而彎曲。 而且，工具或工件中由于加工而存在一些熱扭曲?，F(xiàn)有技術(shù)中工具或工件的變形或熱扭曲 造成的任何影響都不可能通過反饋控制來消除。因此，可通過檢查這些影響來完成工件的 更高精度的加工。還眾所周知，在另一個日本特開專利公報(bào)2005-279882中公開了具有測量工件的 直徑如測量內(nèi)徑的尺寸測量裝置的幾種機(jī)床。在此另一個現(xiàn)有技術(shù)中，公開了通過由尺寸 測量裝置測量工件的內(nèi)徑來完成程序改變。當(dāng)尺寸測量裝置測量到的值達(dá)到預(yù)定值時程序 改變。例如，從粗磨程序改變?yōu)榫コ绦蚧驈木コ绦蚋淖優(yōu)閽伖獬绦?。本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為可通過基于尺寸測量裝置測量到的信息執(zhí)行伺服電機(jī)驅(qū)動 而在加工時考慮工具或工件的輕微變形或熱扭曲造成的這些影響以實(shí)現(xiàn)更高精度的加工。 本發(fā)明的發(fā)明人還認(rèn)為可通過基于尺寸測量裝置測量到的信息驅(qū)動伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)比通 過位置檢測器如線性標(biāo)尺等的檢測信息來執(zhí)行反饋控制的現(xiàn)有技術(shù)更高的響應(yīng)度。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的尺寸測量裝置的結(jié)構(gòu)是僅當(dāng)尺寸測量值達(dá)到預(yù)定值時由于其 改變這些程序的目的而輸出信號。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述狀況，本發(fā)明的一個目的是提供可更精確地執(zhí)行工件加工的一種機(jī)床及 其控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述和其他的目的，本發(fā)明的一個方面提供一種機(jī)床，其主要包括測量 工具所加工的工件的輪廓并輸出測量到的值與目標(biāo)輪廓的尺寸偏差的尺寸測量傳感器，以 及基于從尺寸測量傳感器輸出的尺寸偏差在反饋控制中驅(qū)動伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動器，該伺服電機(jī)相對于工件移動工具。從而，對于本發(fā)明而言，即使存在工具或工件的輕微變形或熱 扭曲，也可基于尺寸偏差通過反饋控制由工具以較高的精度加工工件。而且，由于通過尺 寸測量傳感器測量到的尺寸偏差直接執(zhí)行反饋控制，所以對測量值本身可具有更高的響應(yīng) 度，從而實(shí)現(xiàn)更精確和高速的加工。 在反饋控制中，位置控制的增益值越大，在過沖超出目標(biāo)而底切工件使其有缺陷 的風(fēng)險中達(dá)到最終直徑的時間就越快。反之，位置控制的增益值越小，達(dá)到最終直徑的時間 就越長。因此，位置控制的增益值的設(shè)定是反饋控制的關(guān)鍵。在工件的直徑較小的情況下， 也就是說在工件W的剛度比較小并且柔韌的情況下，工件由于高柔韌性而變形成彎形，從 而即使工具前移到預(yù)定位置工件也不會被磨削到預(yù)定值。此情形還取決于工具的切削刃的 鋒利程度。這是因?yàn)樵谑褂们邢魅械匿h利度差的工具的情況下，即使工具前移到預(yù)定位置 也不會實(shí)現(xiàn)預(yù)定的削去量。位置控制的適當(dāng)增益值可根據(jù)各種因素變化。因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明的第二方面提供通過由工具加工工件預(yù)先設(shè)定的反 饋控制中的位置控制的增益。從而，可按照工件或工具設(shè)定位置控制的增益使得可實(shí)現(xiàn)更 高的加工精度和更高速度的加工。工件的剛度和工具的切削刃的鋒利度甚至在磨削中也可變化。工件的直徑按照加 工進(jìn)度逐漸變小而工具的切削刃的鋒利度按照加工進(jìn)度逐漸惡化。由同一工具加工的工件 W的數(shù)目越大，工具的切削刃的鋒利度就越極端地出現(xiàn)惡化。因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明的 第三方面為位置控制的增益可變使得可按照更新的加工狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定位置控制的增益。根據(jù)第一方面，本發(fā)明的第四方面提供對本發(fā)明的第一方面中的第一反饋控制增 設(shè)的第二反饋控制，第二反饋控制基于位置檢測器檢測到的工具與工件的相對位置的信息 控制伺服驅(qū)動器，并且伺服驅(qū)動器從第二反饋控制切換到第一反饋控制。本發(fā)明中的伺服驅(qū)動器執(zhí)行第二反饋控制直到工具與工件接觸為止。然后，伺服 驅(qū)動器在工具接觸工件后執(zhí)行第一反饋控制。從而，伺服驅(qū)動器當(dāng)可執(zhí)行第二反饋控制時 驅(qū)動伺服電機(jī)，從而可高速和高精度地執(zhí)行在第二反饋控制中控制的工具的運(yùn)動。而且當(dāng) 工件的直徑在工具開始加工工件后實(shí)際上減小時可執(zhí)行第一反饋控制。因此，可明確地執(zhí) 行第一和第二反饋控制，從而可實(shí)現(xiàn)第一和第二反饋控制各自的效果。


通過參考以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的各種其他目的、特 征和許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)將由于變得更好理解而更容易理解，在附圖中圖1是磨床的總體圖；圖2是磨床的連接結(jié)構(gòu)；圖3是構(gòu)成磨床的主裝置(master)和從裝置(slave)的時間圖；圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的X軸伺服驅(qū)動器33的框圖；圖5a是顯示了工件的外徑根據(jù)第二反饋控制中過去的時間的變化狀態(tài)的曲線 圖；以及圖5b是顯示了工件的外徑根據(jù)第一反饋控制中過去的時間的變化狀態(tài)的曲線圖；圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的另外其他實(shí)施例中的X軸伺服驅(qū)動器33的框圖；圖7是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的X軸伺服驅(qū)動器33的框圖；圖8a是顯示了第二實(shí)施方式中工件的外徑隨著從第二反饋控制切換到第一反饋控制過去的時間的變化狀態(tài)的曲線圖，以及圖8b是顯示了第一增益和第二增益的曲線圖；圖9a是顯示了第二實(shí)施方式的另一個實(shí)施例中工件的外徑隨著從第二反饋控制切換到第一反饋控制過去的時間的變化狀態(tài)的曲線圖，以及圖9b是顯示了第一增益和第 二增益的曲線圖；圖IOa是顯示了第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例中工件的外徑隨著從第二反饋控制切換到第一反饋控制過去的時間的變化狀態(tài)的曲線圖，圖IOb顯示了扭矩值的曲線圖，以 及圖IOc是顯示了第一增益和第二增益的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下文將參照

根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的實(shí)施方式。關(guān)于磨床說明根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的一個示例。[本發(fā)明的第一實(shí)施方式][磨床的機(jī)械結(jié)構(gòu)]在此參照圖1和圖2說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的磨床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。如圖1所示，磨床設(shè)有主軸裝置10、砂輪支承裝置20、磨頭驅(qū)動裝置30、砂輪40、 尺寸測量裝置50和CNC (計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置)60。磨床所磨削的工件W為縱向圓柱形軸并且 磨床執(zhí)行磨削以加工工件W的周面。主軸裝置10包括主軸箱11、主軸12、主軸電機(jī)13、主軸編碼器14和用于主軸的伺 服驅(qū)動器15。主軸箱11安裝在未示出的床身上。主軸12通過穿過主軸頭11被繞著平行 于Z軸的軸線以可旋轉(zhuǎn)方式支承。主軸12上安裝了保持工件W的一個軸向端的卡盤。主 軸編碼器14檢測主軸電機(jī)13的旋轉(zhuǎn)角度。主軸伺服驅(qū)動器15基于從CNC 60輸出的指令 值供應(yīng)電力到主軸電機(jī)13以以可旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動主軸電機(jī)13。砂輪支承裝置20對應(yīng)于本發(fā)明的“工具支承部件”并且包括砂輪架21、砂輪旋轉(zhuǎn) 電機(jī)22和電機(jī)驅(qū)動器23。砂輪架21將圓盤狀砂輪40繞著平行于Z軸的軸線以可旋轉(zhuǎn)方 式支承，并且可沿著X軸方向和Z軸方向移動到由主軸卡盤保持的工件W。砂輪架21對應(yīng) 于本發(fā)明的“工具”。砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22安裝在砂輪架21上并且旋轉(zhuǎn)砂輪40。電機(jī)驅(qū)動器 23以砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22的轉(zhuǎn)數(shù)與旋轉(zhuǎn)的指令值一致的方式按照從CNC60輸出的旋轉(zhuǎn)的指令 值驅(qū)動砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22。一般而言，旋轉(zhuǎn)的指令值是恒定的。砂輪架驅(qū)動裝置30是用以沿著X軸方向和Z軸方向相對于工件W移動砂輪架21 的裝置。圖1僅顯示了砂輪架驅(qū)動裝置30沿著X軸的移動結(jié)構(gòu)。砂輪架驅(qū)動裝置30包括 X軸滾珠絲杠31、X軸電機(jī)32、X軸伺服驅(qū)動器33、X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35。X軸電機(jī) 32對應(yīng)于本發(fā)明的“伺服電機(jī)”。X軸編碼器34對應(yīng)于本發(fā)明的檢測X軸伺服電機(jī)32的旋 轉(zhuǎn)位置角度的“位置檢測器”。線性標(biāo)尺35還對應(yīng)于本發(fā)明的檢測砂輪支承裝置20沿著X 軸與工件W的相對位置的“位置檢測器”。X軸滾珠絲杠31以可繞著X軸旋轉(zhuǎn)的方式被支承在床身上。X軸滾珠絲杠31的 螺母部件被固定在砂輪架21上。X軸電機(jī)32以可旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動X軸滾珠絲杠31。因此， X軸電機(jī)32通過X軸滾珠絲杠31沿著X軸方向抵靠工件W移動砂輪架21。X軸伺服驅(qū)動 器33通過供應(yīng)電力到X軸電機(jī)32按照從CNC 60輸出的指令值驅(qū)動X軸電機(jī)32。X軸編 碼器34檢測X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)角度。線性標(biāo)尺35安裝在床身上并且相對床身檢測砂輪架21沿著X軸的位置。此外，在砂輪架驅(qū)動裝置30中未示出砂輪架20沿著Z軸方向抵靠工件W的移動結(jié)構(gòu)，但此移動結(jié)構(gòu)與從在X軸方向上替換為在Z軸方向上的結(jié)構(gòu)基本上相同，因此未將其 示出。尺寸測量裝置50測量工件W的已加工輪廓，也就是說工件W的直徑，具體而言，尺 寸測量裝置50測量已加工輪廓的值與預(yù)先在尺寸測量裝置50中設(shè)定的目標(biāo)值的偏差。下 文將該偏差定義為“尺寸偏差”。尺寸測量裝置50對應(yīng)于本發(fā)明的“輪廓測量傳感器”。目 標(biāo)值或目標(biāo)輪廓為工件經(jīng)過加工的最終直徑，從而尺寸偏差對應(yīng)于過渡到工件W的最終直 徑還要加工的剩余直徑。在測量到的尺寸偏差與多個預(yù)定尺寸中其一一致的情況下，尺寸 測量裝置50通過圖2中所示的高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70輸出尺寸信號到CNC 60和X軸伺服 驅(qū)動器33。尺寸信號的尺寸值是用以開始第一增益調(diào)節(jié)部107和第二增益調(diào)節(jié)部103的增 益調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)值。尺寸信號的尺寸值對應(yīng)于如下文所說明的粗磨、精磨和微磨的程序改變。 此外，尺寸測量裝置50以與從CNC 60輸出的基準(zhǔn)信號同步的方式通過圖2中所示的高速 同步通信網(wǎng)絡(luò)70輸出測量到的尺寸偏差到X軸伺服驅(qū)動器33。CNC 60按照加工程序輸出指令值到伺服驅(qū)動器15、33和電機(jī)驅(qū)動器23的每一個 以控制X軸電機(jī)32和主軸電機(jī)13。CNC 60作為主裝置輸出周期性的基準(zhǔn)信號到任何連接 在高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70上的從裝置。如圖2中所示，作為主裝置的CNC 60以及作為從裝置的主軸編碼器14、主軸伺服 驅(qū)動器15、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動器23、X軸伺服驅(qū)動器33、X軸編碼器34、線性標(biāo)尺35和尺寸 測量裝置50分別連接至高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70上。這些連接在高速同步網(wǎng)絡(luò)70上的主裝 置和從裝置互相同步地通信和處理。高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70采用了作為注冊商標(biāo)登記的實(shí) 時“以太網(wǎng)”?！爸餮b置和從裝置的操作”下文將參照圖3說明本發(fā)明的主裝置和從裝置的操作。如圖3的第一條線所示，作為主裝置的CNC 60輸出周期性的基準(zhǔn)信號到各從裝 置。如圖3的第二條線所示，CNC 60執(zhí)行接收程序以在CNC 60輸出基準(zhǔn)信號后從其他從 裝置接收各種信號。CNC 60例如從尺寸測量裝置50接收尺寸測量信號。此后，CNC 60執(zhí) 行診斷程序和計(jì)算程序，然后執(zhí)行傳輸程序以將位置指令值發(fā)送到伺服驅(qū)動器15、33。如圖3的第三條線所示，在尺寸測量裝置50從CNC 60接收基準(zhǔn)信號后，尺寸測量 裝置50執(zhí)行診斷程序和抽樣程序以測量工件W的外徑，然后對X軸伺服驅(qū)動器33執(zhí)行數(shù) 據(jù)傳輸程序直到接收下一基準(zhǔn)信號為止。如圖3的第四條線所示，在X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35從CNC 60接收基準(zhǔn)信號 后，X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35執(zhí)行診斷程序和抽樣程序以分別檢測X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn) 角度和砂輪架21的X軸位置，然后對X軸伺服驅(qū)動器33執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸程序直到接收下一 基準(zhǔn)信號為止。如圖3的第四條線所示，在主軸編碼器14從CNC 60接收基準(zhǔn)信號后，主軸 編碼器14執(zhí)行診斷程序和抽樣程序以檢測主軸電機(jī)13的旋轉(zhuǎn)角度，然后對X軸伺服驅(qū)動 器15執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸程序直到接收下一基準(zhǔn)信號為止。如圖3的第五條線所示，各伺服驅(qū)動器15、33在從CNC 60接收基準(zhǔn)信號后接收從 其他從裝置傳輸?shù)男盘?。然后，各伺服?qū)動器15、33執(zhí)行診斷程序和計(jì)算程序以執(zhí)行發(fā)送必要的信息到主裝置或從裝置的傳輸程序。各伺服驅(qū)動器15、33不但執(zhí)行以上確定的程序而且執(zhí)行對各電機(jī)13、32的驅(qū)動。對主裝置和從裝置的每一個設(shè)定同時執(zhí)行接收程序和傳輸程序的對立裝置。換言之，主裝置和各從裝置對為對立裝置的其他相應(yīng)的主裝置或從裝置直接執(zhí)行數(shù)據(jù)接收和傳 輸程序。“用于X軸伺服驅(qū)動器33的控制框圖”接下來參照圖4，下文將說明X軸伺服驅(qū)動器33。圖4主要涉及第一實(shí)施方式但第一增益調(diào)節(jié)部107和第二增益調(diào)節(jié)部103專門涉及第二實(shí)施方式，因此除第一增益調(diào)節(jié) 部107和第二增益調(diào)節(jié)部103外，將參照圖4說明第一實(shí)施方式的X軸伺服驅(qū)動器。如圖4的控制框圖中所示，X軸伺服驅(qū)動器33由減法電路101、第一位置控制部106、第二位置控制部102、微分電路104、減法電路105、加法電路108、速度控制部109和電 流控制部110組成。X軸伺服驅(qū)動器33執(zhí)行驅(qū)動X軸伺服電機(jī)32的第一反饋控制以使尺寸測量裝置 50測量到的尺寸偏差為零，并且基于X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35檢測到的信息執(zhí)行驅(qū)動 X軸伺服電機(jī)32的第二反饋控制。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，特別是X軸伺服驅(qū)動器33 執(zhí)行如在第二實(shí)施方式中所述的從第二反饋控制到第一反饋控制的切換。第一反饋控制由第一位置控制部106、加法電路108、速度控制部109和電流控制 部110執(zhí)行。第二反饋控制由減法電路101、第二位置控制部102、微分電路104、減法電路 105、速度控制部109和電流控制部110執(zhí)行。這里將說明各結(jié)構(gòu)。第一位置控制部106對從尺寸測量裝置50輸出的尺寸偏差執(zhí)行位置控制(如比 例位置控制)以輸出指令速度值。在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的一個實(shí)施例中，與其中位置 控制增益的值可變的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的其他或另外實(shí)施例相比，位置控制增益如比 例增益的值被預(yù)先設(shè)定并且在設(shè)定后不可變。減法電路101由從CNC輸出的指令位置值計(jì)算線性標(biāo)尺35檢測到的砂輪架21的 當(dāng)前位置的位置偏差。第二位置控制部102基于減法電路101計(jì)算出的位置偏差執(zhí)行位置 控制如比例位置控制以輸出指令速度值。微分電路104計(jì)算X軸編碼器34檢測到的X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)角度的微分值作為 X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)角速度。減法電路105由從第二位置控制部102輸出的指令速度計(jì)算微 分電路104計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角速度的速度偏差。加法電路108將從減法電路105輸出的速度偏差與從第一位置控制部106輸出的 指令速度值相加。因此，速度控制部109對從加法電路108輸出的指令速度值執(zhí)行速度控 制如比例微分控制。速度控制部109輸出對應(yīng)于指令扭矩值的指令電流值。電流控制部 110基于從速度控制部109輸出的指令電流值執(zhí)行電流回路控制以供應(yīng)電力到X軸伺服電 機(jī)32?！暗谝缓偷诙答伩刂频牟僮鳌眳⒄請D5，下文將說明第一和第二反饋控制的操作。在圖5a和圖5b中，橫向軸為 時間而豎向軸為工件W的外徑。首先將參照圖5a說明第二反饋控制。尺寸測量裝置50輸出尺寸信號P1、P2、P3。尺寸信號P3是用以從粗磨程序切換到精磨程序的尺寸信號。尺寸信號P2是用以從精磨程序切換到微磨程序的尺寸信號。尺寸信號Pl是用以達(dá)到最終尺寸的尺寸信號。在第二反饋控制中，從CNC 60輸出的指令位置值基于尺寸信號PI、P2、P3切換。 CNC 60在從P3到P2和從P2到Pl的各個間隔輸出指令位置值使得砂輪架21沿著X軸的 移動速度為與精磨程序和微磨程序各自相應(yīng)的速度。實(shí)際上，當(dāng)尺寸信號P3或P2輸出時 CNC 60輸出指令位置值以切換砂輪架21沿著X軸的移動速度。在第二反饋控制中根據(jù)來 自CNC 60的指令位置值控制X軸伺服電機(jī)32。將參照圖5b說明第一反饋控制。當(dāng)從尺寸測量裝置50輸出尺寸信號P3時第一 反饋控制啟動。第一位置控制部106中的位置控制增益的值被預(yù)先設(shè)定并且如上所述在設(shè) 定后不可變，并且在圖5b中將此增益值顯示為實(shí)線、點(diǎn)劃線、或長短交替虛線。當(dāng)操作員在 第一位置控制部106中設(shè)定增益值時選擇實(shí)線、點(diǎn)劃線或長短交替虛線中其一。在位置控 制部106中設(shè)定的增益值在實(shí)線中最大，在點(diǎn)劃線中較大，而在長短交替虛線中最小。在上述第一反饋控制中，被磨削的工件W的直徑如圖5b的各線條所示沿著平滑的 線條從對應(yīng)于尺寸信號P3的直徑逐漸并平滑地減小到對應(yīng)于尺寸Pl的直徑。而且，按照 在第一位置控制部106中設(shè)定的較大的增益值，達(dá)到最終直徑的時間較短。如果在第二反 饋控制中從第二位置控制部102輸入到加法電路108的輸入值為零，則在第一反饋控制中 可僅以來自尺寸測量裝置50的尺寸偏差控制X軸伺服電機(jī)32。砂輪40通過X軸伺服電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動以快的進(jìn)給速度前移到工件W，然后通 過由第二反饋控制控制而以粗磨進(jìn)給程序的粗磨進(jìn)給速度對工件W進(jìn)行粗磨。尺寸測量裝 置50前移而接觸工件W的外周面以測量被磨削的工件W的外徑并且當(dāng)被磨削的工件W的 直徑達(dá)到對應(yīng)于尺寸信號P3的位置時輸出尺寸信號P3?；诔叽缧盘朠3，啟動第一反饋 控制以執(zhí)行對X軸伺服電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)的控制，因此，X軸伺服電機(jī)32通過加法電路108由 第一和第二反饋控制控制。在上述磨削程序的最終階段，在砂輪架21到達(dá)最前面的位置的情況下減法電路 101輸出零值使得在第一反饋控制中輸入值從減法電路105輸入到加法電路108。在此情 形中，工件W的磨削直徑應(yīng)該是理想的最終直徑，然而來自尺寸測量裝置50的尺寸偏差并 未實(shí)際上達(dá)到零，因?yàn)檩^長的工件W具有柔韌性而可由于磨削阻力而可相對尺寸測量裝置 50的方向沿著X軸方向變形。因此，尺寸測量裝置50仍然輸出對應(yīng)于第一反饋控制中的變 形值的尺寸偏差的實(shí)際值，從而砂輪架21移動到工件W以通過僅由第一反饋控制控制直到 尺寸偏差達(dá)到零而將工件W的剩余值磨削到對應(yīng)于尺寸信號Pl的最終直徑?！氨景l(fā)明的第一實(shí)施方式的效果”上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式具有以下效果?？苫趤碜訡NC 60的基準(zhǔn)信號在X軸伺服驅(qū)動器33與尺寸測量裝置50之間執(zhí) 行高速同步通信。通過此結(jié)構(gòu)，X軸伺服驅(qū)動器33可基于從尺寸測量裝置50輸出的尺寸 偏差執(zhí)行第一反饋控制。來自尺寸測量裝置50的尺寸偏差包括具有基于砂輪40和工件W的柔韌性及其熱 變形的機(jī)械變形的任何影響的信息。因此，即使在工件W和砂輪40中存在任何機(jī)械變形和 熱變形，磨床也可通過第一反饋控制以更高的精度磨削工件W。此外，第一反饋控制可具有 對尺寸測量裝置50在第一反饋控制測量到的值的高速響應(yīng)，因?yàn)榈谝环答伩刂朴蓽y量到的值本身直接控制執(zhí)行。因此，磨床可通過第一反饋控制既以高精度又以高速度來磨削工 件W。CNC 60執(zhí)行主裝置的功能。CNC 60安裝在幾乎所有機(jī)床中。因此，通信主裝置可 穩(wěn)定地安裝在每個具有CNC的機(jī)床中，因此該機(jī)床可具有通用性?！氨景l(fā)明的第一實(shí)施方式的另一個實(shí)施例”雖然在上述第一實(shí)施方式中預(yù)設(shè)第一位置控制部106的增益值，也就是說比例增 益是預(yù)設(shè)的。在此情形中，位置控制的增益值越大，在超過目標(biāo)而底切工件W使其有缺陷的 危險中達(dá)到如第一反饋控制的圖5b所示的最終直徑的時間就越快。反之，位置控制的增益 值越小，達(dá)到最終直徑的時間就越長。因此，位置控制的增益值的設(shè)定是第一反饋控制的關(guān) 鍵。在工件W的直徑較小的情況下，也就是說在工件W的剛度小并且柔韌的情況下，工件W 由于高柔韌性而變形成彎曲，從而即使砂輪40前移到預(yù)定位置工件也不會被磨削到對應(yīng) 于工件W的預(yù)定位置的預(yù)定值。此情形還取決于砂輪40的切削刃的鋒利程度。這是因?yàn)?在使用鋒利度差的切削刃的情況下，即使砂輪40前移到預(yù)定位置也未實(shí)現(xiàn)預(yù)定的削去量。 位置控制的適當(dāng)增益值可根據(jù)各種因素變化。因此，在此另一個實(shí)施例中，按照砂輪40之前磨削工件W的結(jié)果預(yù)先設(shè)定第一位 置控制部106的增益值。對預(yù)先設(shè)定舉例而言，第一位置控制部106的增益值在其中砂輪 40磨削工件W的粗磨程序中被預(yù)先設(shè)定并且在預(yù)設(shè)后在 精磨程序和微磨程序中不變。因 此，按照砂輪40和正在被磨削的工件W的實(shí)際狀態(tài)適當(dāng)?shù)仡A(yù)設(shè)位置控制的增益值?！氨景l(fā)明的第一實(shí)施方式的其他實(shí)施例”在這些實(shí)施例中第一位置控制部106的增益值如前述設(shè)定并且可設(shè)定成可變。具 體地，基于一次的改變量將第一位置控制部106的增益值設(shè)定成可變并且該改變量是從尺 寸測量裝置50輸出的尺寸偏差的改變量。工件W的剛度和砂輪40的切削刃的鋒利度甚至在磨削中也可變化。工件W的直 徑按照磨削進(jìn)度逐漸變小并且砂輪40的切削刃的鋒利度按照磨削進(jìn)度逐漸惡化。由同一 砂輪40磨削的工件W的數(shù)目越大，砂輪40的切削刃的鋒利度就越極端地出現(xiàn)惡化。因此， 在其他實(shí)施例中，第一位置控制部106的增益值被設(shè)定成可變使得在當(dāng)前磨削狀態(tài)可將其 設(shè)定為最佳增益值。尺寸偏差每次的改變量基本上對應(yīng)于磨削阻力。因此，可對當(dāng)前磨削 狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定位置控制的增益值?！氨景l(fā)明的第一實(shí)施方式的另外實(shí)施例”接下來將在此參照圖6說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的另外實(shí)施例的磨床。另 外實(shí)施例中的磨床對第一實(shí)施方式的前述一個實(shí)施例中的X軸伺服驅(qū)動器33增設(shè)了旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動力檢測部111并且具有與第一實(shí)施方式的前述一個實(shí)施例中的第一位置控制部106不 同的第一位置控制部116。另外實(shí)施例中標(biāo)號與前述一個實(shí)施例中相同的零件的功能與第 一實(shí)施方式的前述一個實(shí)施例中相同，并且因此不進(jìn)行說明。因此，下文僅說明不同之處。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力檢測部111通過高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70接收在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22中加電 的電流值的輸入以檢測砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22對砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22中加 電的電流值由安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22中的未示出的電流傳感器檢測。因此，電流的信息通 過電機(jī)驅(qū)動器23和高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70從電流傳感器輸入到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力檢測部111中。第一位置控制部116將第一位置控制部116中的位置控制的增益值設(shè)定成可根據(jù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力檢測部111檢測到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力變化。在此情形中，如上所述，工件W的剛度和砂輪40的切削刃的鋒利度甚至在磨削中 也可變化。因此，可對當(dāng)前磨削狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定位置控制的增益值，因?yàn)榈谝晃恢每刂撇?116中的位置控制的增益值被設(shè)定成可變。特別地，砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力可按照磨削阻力 變化，從而可對當(dāng)前磨削狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定位置控制的增益值，因?yàn)槲恢每刂频脑鲆嬷当辉O(shè) 定成可根據(jù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力變化。此外，雖然旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力檢測部111基于未示出的電流傳感器檢測到的電流值檢測 砂輪驅(qū)動電機(jī)22對砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，然而，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力可由直接安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī) 22的旋轉(zhuǎn)軸上的傳感器檢測而代替使用電流傳感器檢測?！氨景l(fā)明的第二實(shí)施方式”接下來將在此參照圖7說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的磨床。第二實(shí)施方式的 磨床對第一實(shí)施方式中的X軸伺服驅(qū)動器33增設(shè)了第一增益調(diào)節(jié)部107和第二增益調(diào)節(jié) 部102。第二實(shí)施方式中標(biāo)號與第一實(shí)施方式中相同的零件的功能與第一實(shí)施方式中的零 件相同并且不進(jìn)行說明。因此，下文僅說明不同之處。第一增益調(diào)節(jié)部107安裝在第一位置控制部106與加法電路108之間，并且調(diào)節(jié) 對第一反饋控制的影響程度。因此，第一增益調(diào)節(jié)部107輸出從第一位置控制部106輸出的 指令速度值乘以第一增益值的值。第一增益值為0(零)到1( 一)，也就是說0%到100%。 在第一增益值為100%的情況下第一增益調(diào)節(jié)部107輸出從第一位置控制部106輸出的指 令速度值本身到下一個步驟。在第一增益值為0%的情況下第一增益調(diào)節(jié)部107輸出零值 到下一個步驟或不進(jìn)行任何輸出。第一增益調(diào)節(jié)部107設(shè)定0%作為起始值并且如稍后將 詳細(xì)說明的圖8b中的點(diǎn)劃線所示將其從0%逐漸增加到100%。第一增益調(diào)節(jié)部107通過 從尺寸測量裝置50接收尺寸信號P3開始從0 %的第一增益值增加。因此，第一反饋控制的 影響程度在輸出尺寸信號P3后逐漸增加，從而調(diào)節(jié)對第一反饋控制的影響。第二增益調(diào)節(jié)部103安裝在第二位置控制部102與加法電路105之間，并且調(diào)節(jié) 對第二反饋控制的影響程度。因此，第二增益調(diào)節(jié)部103輸出從第二位置控制部102輸出的 指令速度值乘以第二增益值的值。第二增益值為0(零)到1( 一)，也就是說0%到100%。 在第二增益值為100%的情況下第二增益調(diào)節(jié)部103輸出從第二位置控制部102輸出的指 令速度值本身到下一個步驟。在第二增益值為0%的情況下第二增益調(diào)節(jié)部103輸出零值 到下一個步驟或不進(jìn)行任何輸出。第二增益調(diào)節(jié)部103設(shè)定100%作為起始值并且如稍后 將詳細(xì)說明的圖8b中的實(shí)線所示將其逐漸減小到0%。第二增益調(diào)節(jié)部103通過從尺寸測 量裝置50接收尺寸信號P3從100%開始減小第二增益值。因此，第二反饋控制的影響程度 在輸出尺寸信號P3后逐漸減小，從而調(diào)節(jié)對第二反饋控制的影響。 “本發(fā)明的第二實(shí)施方式的操作”第二實(shí)施方式中標(biāo)號與第一實(shí)施方式中相同的零件的操作與第一實(shí)施方式中的 零件相同并且不進(jìn)行說明。因此，下文僅說明不同之處，特別參照圖8強(qiáng)調(diào)從第二反饋控制 到第一反饋控制的切換。在圖8a中，實(shí)線顯示了第二實(shí)施方式的狀態(tài)變化，點(diǎn)劃線僅顯示 了第一反饋控制的狀態(tài)變化，而長短交替虛線僅顯示了第二反饋控制的狀態(tài)變化。為了方 便，長短交替虛線顯示了來自CNC 60的位置要求值的狀態(tài)變化。在圖8b中，實(shí)線顯示了第 二增益而點(diǎn)劃線顯示了如上所述的第一增益。在圖8的圖面上，圖8b中的橫向時間軸對應(yīng)于圖8a中的橫向時間軸。如上所述，第一增益被預(yù)設(shè)為零(0% )直到尺寸信號P3輸出為止。在尺寸信號P3輸出后，第一增益開始逐漸增加到100%直到預(yù)定時間過去為止，如圖8b中的點(diǎn)劃線所 示。第一增益的增加速度在開始小并且隨著時間過去變得越來越大。另一方面，如上所述，第二增益被預(yù)設(shè)為100%直到尺寸信號P3輸出為止。在尺寸 信號P3輸出后，第二增益開始逐漸降低到0%直到預(yù)定時間過去為止，如圖8b中的長短交 替虛線所示。第二增益的降低速度在開始小并且隨著時間過去變得越來越大。因此，在尺寸信號P3輸出后第一增益在第二增益逐漸降低的同時逐漸增加，從而 對反饋控制的影響的切換從第二反饋控制逐漸切換到第一反饋控制。在第一增益和第二增益的值逐漸改變的情況下，從加法電路108的輸出逐漸改變 以降低砂輪21的切入速度來磨削工件W使得工件直徑的變化狀態(tài)遵循如圖8a所示的實(shí) 線。換言之，工件W的直徑在遵循第二反饋控制中的變化狀態(tài)中改變直到尺寸信號P3輸出 為止。在尺寸信號P3與當(dāng)以上確定的預(yù)定時間已到之間，工件W的直徑從遵循第二反饋控 制中的變化狀態(tài)逐漸切換到遵循第一反饋控制中的變化狀態(tài)。然后，工件W的直徑在以上 確定的預(yù)定時間過去后在遵循第一反饋控制中的變化狀態(tài)中改變，如前面在第一實(shí)施方式 中所述?！氨景l(fā)明的第二實(shí)施方式的效果”上述本發(fā)明的第二實(shí)施方式具有以下效果。X軸伺服驅(qū)動器33在尺寸信號P3與當(dāng)以上確定的預(yù)定時間已到之間從第二反饋 控制切換到第一反饋控制。第二反饋控制執(zhí)行到砂輪40與工件W接觸并且在砂輪40與工 件W接觸后進(jìn)行粗磨程序?yàn)橹?。由于直到工件W的直徑由磨削而減小為止不能執(zhí)行第一反 饋控制，所以第二反饋控制至少執(zhí)行到砂輪40與工件W接觸為止，從而可可靠地執(zhí)行砂輪 架21的X軸控制。而且第一反饋控制可在工件W的直徑在尺寸信號P3輸出后實(shí)際減小時 執(zhí)行。因此，可明確地執(zhí)行第一和第二反饋控制，從而可實(shí)現(xiàn)第一和第二反饋控制各自的效^ ο從第二反饋控制到第一反饋控制的切換程序被順暢地執(zhí)行，因?yàn)閺牡诙答伩刂?到X軸伺服電機(jī)32的輸出逐漸減少而從第一反饋控制到X軸伺服電機(jī)32的輸出逐漸增加。 從而，在從第二反饋控制到第一反饋控制的切換中不會出現(xiàn)任何可能的麻煩。“本發(fā)明的第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例”下文將參照圖9說明第二實(shí)施方式的另一個實(shí)施例。第二實(shí)施方式的另一個實(shí)施 例中的磨床具有與前述第二實(shí)施方式的前述一個實(shí)施例不同的第一增益調(diào)節(jié)部107中的 第一增益和第二增益調(diào)節(jié)部103中的第二增益。因此，下文僅說明不同之處。在圖9a中， 實(shí)線顯示了第二實(shí)施方式的另一個實(shí)施例的工件W的外徑的狀態(tài)變化，點(diǎn)劃線僅顯示了第 二反饋控制的狀態(tài)變化。在圖9b中，實(shí)線顯示了第二增益而點(diǎn)劃線顯示了第一增益。在圖 9的圖面上，圖9b中的橫向時間軸對應(yīng)于圖9a中的橫向時間軸。另一個實(shí)施例中的第二增益保持在100%直到尺寸信號P3輸出為止，并且如圖9b 中的實(shí)線所示在輸出尺寸信號P3時立刻變?yōu)榱?0% )。另一個實(shí)施例中的第一增益保持在零(0% )直到尺寸信號P3輸出并且第二增益 已變?yōu)?%為止，并且此后逐漸增加到100%直到第二增益已完全變?yōu)榱?0%)并且預(yù)定時間過去為止，如圖9b中的點(diǎn)劃線所示。第一增益的增加速度被設(shè)定為在開始較大并且此后 逐漸降低。因此，在尺寸信號P3輸出并且第二增益已從100%改變?yōu)?%后第一增益從零逐 漸增加。換言之，X軸伺服驅(qū)動器33在來自第二反饋控制的影響已在從第二反饋控制到第一反饋控制的切換時結(jié)束后增加來自第一反饋控制的影響。工件W的直徑按照第一增益和第二增益中的變化如圖9a的實(shí)線所示減小。直徑 的減小遵循第二反饋控制的控制直到尺寸信號P3輸出為止。在尺寸信號P3的時間與預(yù)定 時間之間的很短的時間內(nèi)，工件W仍基于砂輪架21的慣性運(yùn)動被磨削。然后，由第二反饋控制控制的直徑減小逐漸過渡基于通過第一反饋控制的控制的 直徑減小直到從尺寸信號P3過去預(yù)定時間為止。因此，在預(yù)定時間過去后直徑的減小遵循 通過第一反饋控制的控制。因此，可通過改變第二增益和第一增益從第二反饋控制順暢地 切換到第一反饋控制。“本發(fā)明的第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例，，下文將參照圖10說明第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例。第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例 中的磨床對第二實(shí)施方式的前述一個實(shí)施例的X軸伺服電機(jī)32增設(shè)了扭矩極限。因此，下 文將僅說明不同之處。在圖IOa中，實(shí)線顯示了工件W的外徑通過第二實(shí)施方式的其他實(shí) 施例隨著過去的時間的狀態(tài)變化。圖IOb顯示了 X軸伺服驅(qū)動器33的電流控制部110中 的扭矩極限。在圖IOc中，實(shí)線顯示了第二增益而點(diǎn)劃線顯示了第一增益。在圖10的圖面 上，圖10a、圖IOb和圖IOc中的橫向時間軸互相對應(yīng)。電流控制部110可改變對X軸伺服電機(jī)32的扭矩的限制。電流控制部110執(zhí)行電 流控制使得X軸伺服電機(jī)32各相中的電流等于從速度控制部109輸出的電流指令值。在 此情形中，輸出到X軸伺服電機(jī)32的電流的上限受電流控制部110中的扭矩極限限制。如圖IOb中所示，X軸伺服電機(jī)32中的扭矩的最大值保持在100%直到尺寸信號 P3輸出為止，并且緊接著尺寸信號P3輸出后扭矩的值由于電流控制部110中的扭矩限制而 下降到扭矩最大值的10%。然后，扭矩值在預(yù)定時間段保持在扭矩最大值的10%，并且此 后在另一個時間段逐漸增加到最大值。第一增益保持在0%直到尺寸信號P3為止并且如圖IOc的點(diǎn)劃線所示在前一預(yù)定 時間段的時間間隔中增加到100%。第二增益保持在100%直到尺寸信號P3為止并且如圖 IOc的實(shí)線所示在前一預(yù)定時間段的時間間隔降低到0%。因此，在扭矩限制期間從第二反 饋控制逐漸切換到第一反饋控制。工件W的直徑按照扭矩值、第一增益和第二增益的變化如圖IOa的實(shí)線所示減小。 直徑的減小遵循通過第二反饋控制的控制直到尺寸信號P3輸出為止。在尺寸信號P3的時 間與前一預(yù)定時間之間，工件W仍基于砂輪架21的慣性運(yùn)動被磨削。然后，由第二反饋控制控制的直徑減小逐漸過渡到基于通過第一反饋控制的控制 的直徑減小直到前、后預(yù)定時間從尺寸信號P3過去為止。因此，在預(yù)定時間過去后直徑的 減小按照遵循第二反饋控制的控制。因此，可通過改變扭矩值、第二增益和第一增益從第二 反饋控制順暢地切換到第一反饋控制。雖然已參照優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易 見的是，本發(fā)明并不局限于目前的實(shí)施方式，并且可在處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種其他實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。 例如，雖然尺寸測量裝置是為測量工件W的外徑而設(shè)置的，然而它也可構(gòu)造成用 以測量內(nèi)徑、端面位置或沿著工件W的軸向的寬度。雖然將磨床作為機(jī)床的示例進(jìn)行說明，然而其也可為其他機(jī)床如車床、加工中心 等。在加工中心的情形中，工具可為端銑刀、銑刀、鉆具，甚至砂輪。在車床的情形中，工具 可為切削工具。特別是在混合型車床中，工具不僅可為切削工具而且可為端銑刀、銑刀、鉆 具，甚至砂輪.
權(quán)利要求
一種機(jī)床，包括工具支承部件，其能夠沿著預(yù)定軸線相對于工件移動，所述工具支承部件支承工具；伺服電機(jī)，其沿著所述預(yù)定軸線將所述工具支承部件驅(qū)動至所述工件；尺寸測量傳感器，其測量所述工具所加工的所述工件的輪廓并輸出所測量到的值與目標(biāo)輪廓的尺寸偏差；以及伺服驅(qū)動器，其基于從所述尺寸測量傳感器輸出的所述尺寸偏差在反饋控制中驅(qū)動所述伺服電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中所述伺服驅(qū)動器在所述反饋控制中對所述尺寸偏差執(zhí)行位置控制以使所述尺寸偏差 為零；以及預(yù)先通過由所述工具加工所述工件來設(shè)定所述位置控制的增益。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)床，其中，所述伺服驅(qū)動器能夠以可變方式設(shè)定所述位置控 制的所述增益。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)床，其中基于一次的改變量以可變方式設(shè)定所述位置控制的所述增益；以及 所述改變量為從所述尺寸測量傳感器輸出的所述尺寸偏差的改變量。
5.如權(quán)利要求3所述的機(jī)床，其中 所述工具為砂輪；所述工具支承部件具有以可旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動所述砂輪的驅(qū)動電機(jī)； 所述機(jī)床還包括檢測所述砂輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力檢測部；以及 對應(yīng)于所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力以可變方式設(shè)定所述位置控制的所述增益。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中 所述反饋控制為第一反饋控制；所述機(jī)床還包括位置檢測器，其檢測所述工具支承部件沿著所述預(yù)定軸線與所述工件 的相對位置或所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置角度；以及所述伺服驅(qū)動器還基于所述位置檢測器檢測到的信息在第二反饋控制中驅(qū)動所述伺 服電機(jī)。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)床，其中，所述伺服驅(qū)動器從所述第二反饋控制切換到所述第一反饋控制。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)床，其中，在所述伺服驅(qū)動器從所述第二反饋控制切換到所 述第一反饋控制的情況下，所述伺服驅(qū)動器降低對所述第二反饋控制的影響程度并且增加 對所述第一反饋控制的影響程度。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)床，其中，當(dāng)所述伺服驅(qū)動器開始從所述第二反饋控制向所 述第一反饋控制切換時，所述伺服驅(qū)動器同時開始逐漸降低對所述第二反饋控制的影響程 度和逐漸增加對所述第一反饋控制的影響程度。
10.如權(quán)利要求8所述的機(jī)床，其中，在所述伺服驅(qū)動器從所述第二反饋控制切換到所 述第一反饋控制的情況下，在所述伺服驅(qū)動器降低對所述第二反饋控制的影響程度后，所 述伺服驅(qū)動器逐漸增加對所述第一反饋控制的影響程度。
11.如權(quán)利要求8所述的機(jī)床，其中所述伺服驅(qū)動器在所述第一反饋控制中對所述尺寸偏差執(zhí)行第一位置控制以使所述 尺寸偏差為零，并且在所述第二反饋控制中對所述工具支承部件與所述工件的所述相對位 置的位置偏差執(zhí)行第二位置控制；所述對所述第一反饋控制的影響程度為所述第一反饋控制中所述第一位置控制的增 益；以及所述對所述第二反饋控制的影響程度為所述第二反饋控制中所述第二位置控制的增益。
12.如權(quán)利要求8所述的機(jī)床，其中所述伺服驅(qū)動器在所述伺服驅(qū)動器從所述第二反饋控制切換到所述第一反饋控制前 或在所述伺服驅(qū)動器開始從所述第二反饋控制向所述第一反饋控制切換的情況下對所述 伺服電機(jī)增加扭矩極限；所述伺服驅(qū)動器在所述扭矩極限降低后從所述第二反饋控制切換到所述第一反饋控 制；以及所述伺服驅(qū)動器在所述伺服驅(qū)動器從所述第二反饋控制切換到所述第一反饋控制后 逐漸增加所述扭矩極限。
13.一種機(jī)床，包括砂輪支承部件，其能夠沿著預(yù)定軸線相對于工件移動，所述砂輪支承部件支承砂輪； 伺服電機(jī)，其沿著所述預(yù)定軸線將所述砂輪支承部件驅(qū)動至所述工件； 尺寸測量傳感器，其測量所述砂輪所加工的所述工件的輪廓并輸出所測量到的值與目 標(biāo)輪廓的尺寸偏差；位置檢測器，其檢測所述砂輪支承部件沿著所述預(yù)定軸線與所述工件的相對位置或所 述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置角度；以及伺服驅(qū)動器，其基于從所述尺寸測量傳感器輸出的所述尺寸偏差在第一反饋控制中驅(qū) 動所述伺服電機(jī)并且基于所述位置檢測器檢測到的信息在第二反饋控制中驅(qū)動所述伺服 電機(jī)；所述伺服驅(qū)動器在所述第一反饋控制中對所述尺寸偏差執(zhí)行第一位置控制以使所述 尺寸偏差為零，并且在所述第二反饋控制中對所述砂輪支承部件與所述工件的所述相對位 置的位置偏差執(zhí)行第二位置控制；以及通過由所述砂輪加工所述工件以可變方式預(yù)設(shè)所述第一位置控制的增益。
14.如權(quán)利要求13所述的機(jī)床，其中所述伺服驅(qū)動器通過來自所述尺寸測量傳感器的尺寸信號從所述第二反饋控制切換 到所述第一反饋控制；以及在所述伺服驅(qū)動器從所述第二反饋控制切換到所述第一反饋控制的情況下，所述伺服 驅(qū)動器降低對所述第二反饋控制的影響程度并增加對所述第一反饋控制的影響程度。
15.一種機(jī)床的控制方法，包括通過伺服電機(jī)以較快的進(jìn)給速度沿著預(yù)定軸線相對于工件移動工具支承部件，所述工 具支承部件支承工具；通過尺寸測量傳感器測量所述工具所加工的所述工件的輪廓； 輸出所述工件的所述輪廓的所測量到的值與目標(biāo)輪廓的尺寸偏差；以及基于從所述尺寸測量傳感器輸出的所述尺寸偏差在反饋控制中通過伺服驅(qū)動器控制 所述伺服電機(jī)。
16. 一種機(jī)床的控制方法，包括通過伺服電機(jī)以較快的進(jìn)給速度沿著預(yù)定軸線相對于工件移動工具支承部件，所述工 具支承部件支承工具；通過位置檢測器檢測所述工具支承部件沿著所述預(yù)定軸線與所述工件的相對位置或 所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置角度；基于所述位置檢測器檢測到的信息在第二反饋控制中通過伺服驅(qū)動器控制所述伺服 電機(jī)；通過尺寸測量傳感器測量所述工具所加工的所述工件的輪廓； 輸出所述工件的所述輪廓的所測量到的值與目標(biāo)輪廓的尺寸偏差； 基于從所述尺寸測量傳感器輸出的所述尺寸偏差在所述第一反饋控制中通過所述伺 服驅(qū)動器控制所述伺服電機(jī)；以及通過所述伺服驅(qū)動器將所述第二反饋控制切換到所述第一反饋控制。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供可更精確地對工件執(zhí)行加工的一種機(jī)床及其加工方法。該機(jī)床包括可沿著預(yù)定軸線相對于工件(W)移動并且支承工具(40)的工具支承部件(21)、沿著預(yù)定軸線將工具支承部件(21)驅(qū)動到工件(W)的伺服電機(jī)(32)、測量工具(40)所加工的工件(W)的輪廓并輸出測量到的值與目標(biāo)輪廓的尺寸偏差的尺寸測量傳感器(50)和基于從尺寸測量傳感器(50)輸出的尺寸偏差在反饋控制中驅(qū)動伺服電機(jī)(32)的伺服驅(qū)動器(33)。
文檔編號G05B19/414GK101799675SQ20101010581
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者米津壽宏, 阿部田鄉(xiāng) 申請人:株式會社捷太格特